基因组编辑

摘要： 美国白蛾自传入我国以来,发生危害范围越来广,特别是2021年的再次大爆发影响甚大。几年来,相关部门采用了物理与化学、生物防治相结合的方法进行防治,取得了一定的效果,但当前飞机防治成为主流。同时在抗虫树种选育、利用基因组编辑和转基因技术对美国白蛾种群遗传实行调控方面做了一定的工作。今后一段时间内,美国白蛾发生危害有进一步扩散蔓延的趋势,相关部门需多种措施并举,坚持预防为主,综合防治。

摘要： 人类可遗传基因组编辑(HHGE)被认为是当代生物学领域“最具影响力的技术”,与此同时,它也可能是最富有争议性的技术。一方面,基因编辑技术可以通过敲除某些致病的基因,在基因组水平上进行精确的基因编辑,使得人类免予某些单基因疾病的侵袭,因而具有极为广泛的发展前景和应用价值。另一方面,这一技术充满风险,其安全性与有效性一直存在争议。因此,贸然将基因编辑技术应用于人类生殖领域可能会引发“伦理学上的灾难”,并对生物安全带来威胁。这正是出现以下极端对照局面的原因所在:2020年10月,法国科学家卡彭蒂耶和美国生物学家杜德纳因发现新型基因编辑技术而荣获当年诺贝尔化学奖;而仅仅在10个月之前,中国南方科技大学贺建奎因非法使用基因编辑技术制造“基因编辑婴儿”被依法判处3年有期徒刑。

摘要： 【目的】通过CRISPR/Cas9技术对烟草CENH3基因进行编辑,获得CENH3基因发生突变的植株,确定编辑载体的编辑效率与突变类型,建立高效基因组编辑技术体系。【方法】根据CENH3序列设计特异性编辑位点,构建CENH3编辑载体;采用农杆菌介导法转化烟草获得转基因植株,通过测序明确转基因植株的目标基因编辑效率与CENH3突变类型;利用微滴式数字PCR技术筛选低拷贝突变体植株。【结果】随机检测的11株转基因烟草植株,有6株被编辑,编辑效率为54.5%;编辑植株中,靶标1未发生突变,靶标2发生4种突变类型。6株编辑植株均为低拷贝植株,拷贝数为0.3~1.2。【结论】实现了对烟草CENH3的定点编辑,建立了CRISPR/Cas9介导的烟草CENH3基因组编辑体系。

摘要： 抗病的品种往往难高产,高产的品种抗病性差--这个大自然的法则给人类育种带来极大困扰。我国科学家持续开展科研攻关,阐明小麦新型mlo突变体既抗白粉病又高产的分子机制,并通过多重基因组编辑,使主栽小麦品种快速获得广谱抗白粉病的优异性状。这项成果由中国科学院高彩霞团队、邱金龙团队和肖军团队合作完成,相关论文在近期出版的国际学术期刊《自然》上发表。中国工程院院士康振生评价,“利用感病基因进行植物抗病育种研究的重要理论和技术突破”。

摘要： 基因组编辑技术作为当前生命科学领域备受瞩目的颠覆性技术正处于蓬勃发展阶段。掌握基因组编辑技术的研发趋势,分析其技术热点和重要研究进展,能够为制定我国基因组编辑技术研发战略和产业发展规划提供决策支持。综合应用文献计量、主题聚类、专家咨询等方法开展研究,通过回溯近10年全球作物基因组编辑技术的发展历程,分析该领域的发展趋势、研究布局、合作情况与前沿热点,揭示该领域的发展态势。在此基础上,以突破性、行业价值、应用范围等为标准,筛选重点期刊最新研究成果,经专家判读,对引导编辑、碱基编辑、表观基因组编辑、细胞器基因组编辑、T-DNA free基因组编辑等基因组编辑技术的开发和优化,基因组编辑技术在新种质创制和新品种培育中的应用,包括作物从头再驯化、利用饱和突变技术创制新种质、利用精确编辑技术创制新种质、利用常规基因组编辑技术创制新种质等,基因组编辑技术监管方面的研究等最新前沿进展进行归纳总结,并结合我国作物基因组编辑技术的基础研究、技术研发和产业布局等进行了展望。

摘要： β-血红蛋白病是世界上最常见的遗传疾病,该病最初的治疗策略为病毒载体介导的基因治疗,但由于花费昂贵、疗效有限、存在安全隐患等问题进展缓慢。近些年,基因组编辑技术成为开发β-血红蛋白病新型治愈方案的有力工具。文章回顾了胎儿血红蛋白再生策略治疗β-血红蛋白病的最新进展,其中破坏BCL11A红系增强子的方式因其安全、有效、临床价值高而备受青睐。β-血红蛋白病基因治疗策略的下一步发展值得期待,有望完全治愈β-地中海贫血和镰状细胞贫血症这两种遗传性血液病。

摘要： CRISPR-Cas系统已迅速发展成为高效、精确、简便的多功能基因组编辑及代谢调控工具,并被成功应用于多种细菌。继最具代表性的II型CRISPR-cas9系统后,更简单高效的V型CRISPR-Cpf1系统被开发出来。对这两者不起作用的宿主菌,可考虑采用CRISPR-cas9n或内源I型CRISPR-Cas系统。此外,CRISPR-dcas9、CRISPR-ddCpf1及内源I型CRISPR-Cas系统可用于基因代谢调控。该文从CRISPR-Cas系统的结构、分类、作用机理、各类CRISPR-Cas系统介导的细菌基因组编辑和基因表达调控等方面进行综述,并对CRISPR技术的发展进行了展望。

摘要： 农业农村部基因编辑创新利用重点实验室成立7月14日,农业农村部基因编辑创新利用重点实验室(海南)在三亚崖州湾科技城揭牌成立。实验室将聚集中国农业科学院基因编辑优势科研力量,助力我国在农业基因组编辑核心技术研究领域抢占国际制高点,全面提升我国生物种业原始创新能力和国际竞争力,为保障国家种业和粮食安全提供坚实保障。

摘要： 基因编辑,又称基因组编辑或基因组工程,是一种新兴的、比较精确的能对生物体基因组特定目标基因进行修饰的基因工程技术。2020年诺贝尔奖化学奖颁给了来自加州大学伯克利分校和德国马普感染生物学研究所的两位科学家,以表彰她们发明了“CRISPR-Cas9”基因编辑工具,基因编辑领域再次成为研究的热点。

摘要： 中国科学家合作研究团队一直不断探索如何在抗白粉病育种中进一步利用MLO基因,希望实现“鱼与熊掌可以兼得”。幸运的是,他们在大量的基因组编辑小麦突变体中筛选获得了一个新型mlo突变体Tamlo-R32。该突变体表现出对白粉菌完全的抗性,同时生长发育和产量正常。经过多年持续合作,在最新完成的研究中,合作团队最终解析了小麦Tamlo-R32突变体表型形成的分子机制,发现在Tamlo-R32突变体基因组的TaMLO-B1位点附近存在约304Kb的大片段删除,染色体三维结构的改变导致上游基因TaTMT3的表达水平上升,进而克服了感病基因MLO突变引起的负面表型,最终实现抗病和产量的双赢。合作团队指出,MLO基因的功能在不同植物中是保守的,进一步研究发现,在模式植物拟南芥中过表达TMT3也能克服其mlo突变体的负面表型。

摘要： 文章综述了近年来发展迅速的基因组编辑技术在马铃薯品种改良及基因功能挖掘方面的研究进展,马铃薯基因组序列的发表帮助科学家们从分子水平上了解马铃薯是如何生长、发育和繁殖，从而有助于继续提高马铃薯品种的产量、品质和抗病性。除了马铃薯功能基因组学研究，基因组编辑技术还可用于马铃薯品种改良，帮助育种工作更加快速、准确地定向改造品种特性。此外基因组编辑技术可应用于马铃薯自交亲和性、二倍体资源的分析和发展研究，可以确定有用的基因靶位点从而保持马铃薯中的基因组编辑突变，进而在马铃薯的遗传育种研究中使用。

摘要： CRISPR/Cas9系统源于细菌获得性免疫系统,是可对很多物种的基因组进行高效率编辑的技术,已被广泛用于定向基因编辑.本文简要介绍了CRISPR/Cas9系统的基本作用原理和技术改进的进展,重点介绍了CRISPR/Cas9系统在家蚕功能基因研究和定向遗传改造研究中的应用及成果,并展望了该技术在家蚕基因组编辑中应用的前景和主要的发展方向.

摘要： 通过转录组测序和生物信息学分析,找到与冷诱导相关的两个组氨酸激酶基因HK1和HK2,构建了基因组编辑(CRISPR/Cas9)pgfvs-Cas9、pHK1-gRNA、pHK2-gRNA、pgfvs-Cas9-HK1-gRNA和pgfvs-Cas9-HK2-gRNA5个表达载体,通过PEG介导分别把两个表达载体pgfvs-Cas9、pHK1/K2-gRNA共转化和一个表达载体pgfvs-Cas9-HK1-gRNA转化金针菇原生质体,确定了金针菇菌丝体及原生质体对潮霉素的最低敏感浓度均为50μg/mL作为拟转化子初筛方法,再进行PCR鉴定.结果表明,携带有HK1、HK2基因的载体的Cas9蛋白基因成功整合到了金针菇的基因组中.金针菇CRISPR/Cas9转化系统的建立,为后期相关基因的功能验证及有目的地改良金针菇品种及其它食用菌菌种提供了理论依据.

摘要： 阐述了基因组编辑的技术及应用领域，认为基因组编辑具有向导设计制作简便、可编辑基因组内任何位置、向导核酸是DNA而非RN向导设计制作简便、对游离于细胞核的DNA具有更高的切割效率等优势。

摘要： Genome editiing Genome editing,is a type of genetic engineering in which DNA is inserted replaced of removed from a genome using artificially engineered nucleases.Genome editing，Mechanism of genome editing，Mechanism of genome editing，Genome editing.Genome edited animals-animal welfare,Genome editing in sheep and goats,Gene targeting efficacy analyses in tissues.Functional evaluation of genome editing,Singe base mutation exchange.

摘要： 测序技术的飞速发展使得动物基因组学开始向应用层面拓展,基因组大数据时代的来临不仅为现代畜禽遗传学研究带来了新的挑战,同时也提供了新的机遇.本文就基因组选择、基因组编辑、信息管理三个方面,具体讨论动物基因组学在畜禽改良中的需求以及所面临的问题,希望借此提供新的思路.

摘要： CRISPR/Cas9是近几年发展起来的基因组编辑技术,它为基因组工程领域带来了新的革命.Cas9通过碱基互补配对进行识别，可以在20nt左右的向导RNA介导下切割特定的基因组位点,而且几乎可以在任何物种的任何位置发挥作用.而且Cas9只要稍加改造,就可以应用于基因表达调控、表观基因组修饰及活体成像领域.本文综述了CRISPR/Cas9系统的发展历程、作用机理及其所面临的挑战,重点论述了在医学、生物技术及畜牧领域的应用现状及前景.

摘要： 成体干细胞对于生物体内组织的维持和再生发挥着重要作用.果蝇是适用于在个体水平上研究干细胞生物学的理想模式生物.果蝇的主要优势包括:具有简单且高度保守的细胞信号通路,是经典的遗传和分子工具;其次,基因调控网络较为简单,基因与其在哺乳动物中的同源基因具有相同的生物学功能;再者,有依托于转基因干扰的大规模的资源库,以及成熟的基因编辑手段。本次报告将介绍条件性转基因干扰技术的原理，高效基因组编辑技术的方法，以及两项技术的优缺点。应用方面，介绍表观遗传因子在干细胞增殖与分化中所起的作用。在人卵巢肿瘤中，组蛋白H1表达水平大大降低，说明H1与肿瘤产生相关，但分子机制不清楚。利用模式动物果蝇，通过转基因干扰技术与基因的定点突变技术，研究发现H1选择性调控生殖干细胞中表观遗传修饰H4K 16ac，进而影响分化因子Bam的表达。在干细胞基质护卫细胞里，H1改变此细胞的性质，成为细胞增殖因子Dpp的提供者，降低H1表达，产生了干细胞肿瘤。

摘要： CRISPR/Cas(clustered regularly interspaced short palindromic repeats/CRISPR-associated protein)体系是细菌和古生菌为抵抗外源病毒所特有的获得性免疫系统.其中Ⅱ型CRISPR/Cas9体系因其操作简单、经济实用、成功率高,被广泛运用于各类生物的研究中,并在小鼠、人类细胞、线虫、拟南芥、水稻、高粱、玉米、大豆等生物中实现了靶向基因编辑.该对CRISPR/Cas9体系进行了概述,简要介绍了其在植物中的运用,最后对该系统在大豆与孢囊线虫相互作用的研究进行了展望.

摘要： 近年来,以锌指核酸酶(ZFN)和TALEN为代表的人工构建的序列特异性核酸内切酶为反向遗传学技术带来了革命性的飞跃.最近,基于Cas9核酸酶和向导RNA(gRNA)的CRISPR/Cas系统(又称Cas9/gRNA系统)正逐渐成为一种更为简便的基因组定点突变技术.然而,该系统的成功率、工作效率和特异性仍有待深入研究,特别是其脱靶效应仍存在争议.以斑马鱼为模式对上述问题进行了初步探讨。首先检测了斑马鱼中的28个位点，结果显示，常用的人源化的Cas9（humanized Cas9，hCas9）能够成功突变其中的9个位点，成功率为32%；而对90个位点进行TALEN介导的基因打靶实验结果表明，TALEN的成功率可达74%。为了提高Cas9/g RNA系统的成功率和打靶效率，根据斑马鱼的密码子偏好性优化了Cas9的编码序列（称为zCas9），结果成功突变了上述28个位点中的15个，即zCas9的打靶成功率可达54%；对于两者均有活性的位点，zCas9的效率均明显高于hCas9。为了检验Cas9/g RNA系统的特异性，编写了一个可以在任意已知基因组中寻找潜在脱靶位点的开放程序Cas OT（http://eendb.zfgenetics.org/casot/），在斑马鱼中预测了一个效率较高的靶点（~95%）的潜在脱靶位点，并选择了21个脱靶位点进行了深入分析。PCR扩增以及深度测序结果表明，该位点并没有明显的脱靶效应。上述结果表明，基于zCas9的Cas9/g RNA系统在斑马鱼中是一种高效、高特异性的基因打靶工具。

摘要： 本发明公开了一种基因编辑系统及应用其对植物基因组进行编辑的方法。该基因编辑系统包括sgRNA转录单元，以及由顺次连接的来源于玉米的DMC1基因启动子和Cas9基因组成的DMC1p‑Cas9转录单元，其中，sgRNA识别的靶位点符合5’‑Nx‑NGG‑3’或者5’‑CCN‑Nx‑3’序列规则，N代表A、T、C和G中的任何一种，14≤X≤30，且X为整数，N

摘要： 公开了用于从候选编辑群体中进行选择并预测所述候选编辑的集总效应的示例性系统和方法。一种示例性方法包括鉴定所述生物体的基因组序列的候选编辑群体，以及基于预测的每个候选编辑影响所述生物体中感兴趣的性状的能力来对所述候选编辑中的每个候选编辑进行排名。所述示例性方法还包括基于所述排名选择所述候选编辑中的一个或多个候选编辑，以及由所述计算装置预测当所述感兴趣的性状由具有基因组序列的所述生物体的试样表达并根据所述候选编辑中的所述选择的一个或多个候选编辑进行编辑时，与所述生物体的未编辑试样相比，所述候选编辑中的所述选择的一个或多个候选编辑对所述感兴趣的性状的集总效应。

摘要： 本发明在Ti质粒的左边界(left border，LB)与右边界(right border，RB)序列之间包含基于双生病毒(geminivirus)的复制子(replicon)的用于在T0代植物体的基因组内无需插入复制子即可编辑基因组的重组载体以及包括通过在上述重组载体中插入外源基因来转化植物细胞的步骤的在T0代植物体的基因组内无需插入复制子即可编辑基因组的方法。

摘要： 本发明提供一种基因组叠阵组装方法及系统、一种基因组架构组装方法及系统以及一种基因组序列组装方法及系统，属于生物信息技术领域。本发明通过稳健回归技术优化一个全局损失函数来确定测序序列之间的叠落关系，消除假阳性比对的干扰，从而得到更准确的组装叠阵集，避免组装基因组上拷贝数的缺失或者错误拼接；基于回归矩阵计算进行叠阵排列的估计，对异常值的容忍度更高，除非歧义的样本信息数量多于真实样本的数量，不会出现“崩溃”的情形；通过重抽样技术对测序数据进行多次独立地采样、组装、改进、评估，然后整合成最终的组装基因组，可以减少由测序数据中的噪音给组装结果带来的不确定性，降低组装结果对组装参数选择的敏感性。

摘要： 本发明提供了一种基于全基因组测序检测腺嘌呤单碱基编辑系统(Adenine base editor,ABE)脱靶效应的方法及其在基因编辑中的应用。所述腺嘌呤单碱基编辑系统由TadA:TadA*:Cas9的融合基因和gRNA两部分组分组成。其能催化靶位点处腺嘌呤(Adenine,A)至鸟嘌呤(Guanine，G)的高效置换，在人类疾病基因编辑治疗和疾病模型构建中有广泛的应用前景。为此，我们开发了首个能够检测ABE系统全基因组范围内脱靶效应的检测方法——EndoV‑seq。本发明提供的EndoV‑seq方法在基因编辑，尤其是基因编辑治疗领域，具有广泛的应用前景。

摘要： 本发明涉及一种基因组编辑载体、其组成的基因组编辑系统及应用，尤其涉及一种嗜热真菌基因组DNA编辑载体、其组成的基因组编辑系统CRISPR/Cas9及编辑方法和应用，所述基因组编辑载体包括启动sgRNA的编码DNA转录的启动子，所述启动子为RNA聚合酶III型U6型启动子，应用所述基因组编辑系统能够显著提高毁丝霉菌株M.thermophile和M.heterothallica基因组编辑效率，可以实现毁丝霉基因组多位点的同时编辑，进而获得多基因突变体菌株，该系列突变菌株能够显著提升纤维素酶生产能力，能够用于高产纤维素酶的嗜热真菌基因工程的改造；所述基因组编辑系统还能够促进嗜热毁丝霉基因功能的研究，同时对嗜热工业纤维素酶生产菌株的基因组定向编辑和代谢工程改造有着重要意义。

摘要： 本发明公开了xCas9基因编辑系统在基因组编辑中的应用。所述xCas9基因编辑系统包括xCas9和sgRNA。所述基因组编辑的方法包括如下步骤：将xCas9和sgRNA导入生物体或生物细胞内，实现基因组靶点序列的编辑；所述编辑为使所述靶点序列或其邻近序列发生碱基插入和/或缺失；所述sgRNA靶向靶点序列；所述靶点序列的PAM序列为GAD或NGN；D为G、T或A；N为A、T、C或G。通过实验证明：本发明的xCas9基因编辑系统可对位于生物基因组上的PAM序列为GAD或NGN的靶点序列或其邻近序列进行编辑，大大拓展了可编辑靶点的范围。

摘要： 本发明涉及一种基因组编辑载体、其组成的基因组编辑系统及应用，尤其涉及一种嗜热真菌基因组DNA编辑载体、其组成的基因组编辑系统CRISPR/Cas9及编辑方法和应用，所述基因组编辑载体包括启动sgRNA的编码DNA转录的启动子，所述启动子为RNA聚合酶III型U6型启动子，应用所述基因组编辑系统能够显著提高毁丝霉菌株M.thermophile和M.heterothallica基因组编辑效率，可以实现毁丝霉基因组多位点的同时编辑，进而获得多基因突变体菌株，该系列突变菌株能够显著提升纤维素酶生产能力，能够用于高产纤维素酶的嗜热真菌基因工程的改造；所述基因组编辑系统还能够促进嗜热毁丝霉基因功能的研究，同时对嗜热工业纤维素酶生产菌株的基因组定向编辑和代谢工程改造有着重要意义。

摘要： 本发明公开了xCas9基因编辑系统在基因组编辑中的应用。所述xCas9基因编辑系统包括xCas9和sgRNA。所述基因组编辑的方法包括如下步骤：将xCas9和sgRNA导入生物体或生物细胞内，实现基因组靶点序列的编辑；所述编辑为使所述靶点序列或其邻近序列发生碱基插入和/或缺失；所述sgRNA靶向靶点序列；所述靶点序列的PAM序列为GAD或NGN；D为G、T或A；N为A、T、C或G。通过实验证明：本发明的xCas9基因编辑系统可对位于生物基因组上的PAM序列为GAD或NGN的靶点序列或其邻近序列进行编辑，大大拓展了可编辑靶点的范围。

摘要： 本发明提供了一种线粒体靶向的基因编辑复合体、制备方法、应用及线粒体基因组编辑方法。所述基因编辑复合体包括：线粒体靶向的阳离子脂质体；和mtCRISPR/Cas9系统：线粒体TERT基因双链同源模板、特异性靶向TERT的crRNA、RNA同源重组修复模板以及Cas9蛋白。本发明通过将基于CRISPR/Cas9的基因编辑技术与线粒体靶向手段结合，提供了线粒体靶向的基因编辑复合体，实现导入正常的线粒体TERT基因功能片段代替错配的基因，通过上调线粒体TERT基因来改善氧化应激水平。